天問一號成功的背後 離不開哪些“科技新元素”？
5月15日7時18分，天問一號着陸巡視器成功着陸於火星烏托邦平原南部預選着陸區，我國首次火星探測任務着陸火星取得圓滿成功。
我國此次火星探測，旨在通過一次發射實現對火星的環繞、着陸和巡視。作爲位置和速度測量的重要儀器，相控陣敏感器在着陸階段，爲航天器持續提供高精度測量數據，成功助力着陸巡視器安全着陸火星表面。
相控陣敏感器安裝在火星着陸巡視器進入艙着陸平臺下方，作用範圍達數十千米，可謂火星探測器的太空“千里眼”。它和其他不同原理的測量敏感器密切配合，接力引導航天器平安降落在火星上。
航天器從130多公里的高空進入火星大氣，速度高達5.9公里/秒。要在短短几分鐘內，讓航天器速度歸零，是所有火星探測任務中技術難度最大、失敗概率最高的關鍵一環。
相控陣敏感器總工程師孫武介紹，這是國內首次將相控陣體制雷達應用於地外天體着陸測量。因火星和地球間距離漫長，通信存在一定時延，在地球上無法控制着陸過程，必須讓着陸巡視器自主完成這段旅程，這對敏感器提出的要求極爲苛刻。
孫武說：“相控陣敏感器的雷達天線由多個輻射單元組成，就像生物學中蜻蜓的複眼，具有波束掃描快、指向靈活、目標容量大、抗干擾能力強等特點。”
此外，相控陣敏感器具有提供9個方向的測量功能，航天器可切換其中任意4個方向同時測量距離速度信息，從而快速修正航天器的姿態測量誤差，確保着陸巡視器方向控制準確無誤。
火星表面地形複雜，祝融號火星車如何準確傳遞運動指令，進而靈活行走、爬坡下坎？這一切離不開火星車移動分系統核心傳動部件――懸架減速自鎖裝置。沒有它的支持，火星車就如斷線的風箏。
如果將火星車比作一輛馬車，那麼懸架減速自鎖裝置就是駕馭這架“馬車”的“車伕”。在火星車左右兩側懸架上，分別裝備了2種結構精密的懸架減速自鎖裝置。該裝置體形小、重量輕，整套傳動裝置相互配合，使火星車6個行走車輪獨立實現擡升和降落，實現車體姿態和高低調節，以適應火星表面地形，保證爬坡下坎行動自如。
火星探測任務的重頭戲就是在火星表面巡視，這個過程必須萬無一失。項目技術負責人賀志斌告訴記者，他們花了整整半年時間，從原材料、熱處理、機械加工、精密測試與試驗等基礎方面入手，通過不斷探索和開拓創新，一路闖過了多道難關，確保了火星車在轉向、過坡中更自主靈活。
爲確保天問一號探測器成功降落火星並正常工作，火星車採用了一種新型隔熱保溫材料――納米氣凝膠。它不僅可用來應對極熱和極寒兩種嚴酷環境，且憑藉其超輕特性，能極大地減輕火星車的負擔，讓它跑得更快、更遠。
納米氣凝膠是由納米尺度固體骨架構成的一個三維立體網絡，密度可做得比空氣還低，是世界上最輕的固體；導熱係數僅爲靜止空氣的一半，是導熱係數最低的固體。這使它成爲天問一號應對極寒、極熱等嚴酷環境所需防護材料的不二之選。
火星着陸階段，着陸發動機產生的熱量會使周圍溫度超過1000℃，這種極熱考驗超出了世界上氣凝膠材料的耐溫極限；而極寒考驗出現在火星巡視階段，要能確保火星車在-130℃的環境正常工作。更難的是，爲給火星車減負，需要氣凝膠具有超低密度，這對材料設計和製備都提出了巨大挑戰。
據悉，天問一號探測器上用到的氣凝膠材料，先後經過了物理特性、力學性能、隔熱性能和空間環境耐候性能等近百項測試。（楊 慶 武勇江 本報記者 王凌碩）